2017年5月16日火曜日

大学生物学の教科書 7章 遺伝学:メンデルとその後


担当:呉
参加者:6名

概要
7.1 対照的な形質の二系統を交雑させたとき、不可逆的に融合された形質はなく、劣勢の形質は子孫で再び現れる
7.2対立遺伝子は単純な優勢と劣勢の関係を示さない
7.3遺伝子感相互作用は複雑な表現型多数の遺伝子と環境によって決定される
7.4同じ染色体上の遺伝子は繋がっており、また遺伝子は染色分体間で交換できる
7.5真核細胞内に帰省した原核生物も少量の遺伝子を含んでおり、その突然変異は生物に甚大な影響を及ぼす


議論点
隔世遺伝の利用価値

今まで伝えられていない他の遺伝が現れる
→その生物の歴史が見えてくる(過去)
 特定の病気に強いなど今に関係するメリットも見つかるかもしれない(現在)

ゲノムが読める
→ある程度の未来予測も可能
 リスクを避ける人も少なく無いのでは(未来)
 出てくる倫理的問題

まとめ
過去に無い遺伝の特徴が現れることで過去や現在に関する利用価値が見えてくるが、未来に関しては倫理的な問題も発生するので、リスクが分かったとしても それを強く強制したりすることは難しいのではないだろうか。

2017年5月12日金曜日

大学生物学の教科書 6章 染色体、細胞周期および細胞分裂

担当:劉
参加者:6名


概要6.1 細胞が分裂するために、シグナルを受ける、遺伝物質複製、分離、細胞質分裂四つの事象が起こられる。原核生物は二分裂によって分裂し、真核細胞は有糸分裂または減数分裂で分裂する。
6.2 真核細胞の細胞周期はG1期、S期、G2期、M期に分けられる。細胞周期はCdk、RBなどの蛋白質によって調節される。
6.3 細胞周期のM期に有糸分裂が起こる。M期の前期に紡錘体が形成され、前中期に核膜と核小体が消失、中期にセントロメアが赤道板に到達、後期に染色体は両極に移動、終期に核が再形成する。
6.4 有性生活環は三つの種類がある:単相単世代型、世代交代、複相単世代型。有糸分裂は遺伝的不変性をもたらし、減数分裂は遺伝的多様性をもたらす。
6.5 減数分裂は二つの段階がある。第一減数分裂は相同染色体が分離し、四分子交差によって遺伝物質を交換する。第二減数分裂は染色分体を分離し、独立組合せが発生する。
6.6 細胞が死ね方法はネクローシスとアポトーシス二つの方法がある。


議論点HeLa細胞に関する倫理問題


自分の細胞の所有権体の一部を研究・商業に


本人・家族が知らないうちに細胞を利用することアメリカ:今わからない、昔○日本:今×


家族・子孫として:自分のゲノムと似てる細胞を使うのは

今:問題なさそう
将来:問題になるかも

まとめ
 HeLa細胞は今まで利用されているが、長い間に本人と家族が知らないうちに利用さてた。人の考え方は時間によって変わってるので、昔気にしなかったことは将来問題になるかもしれない。

2017年5月9日火曜日

大学生物学の教科書 5章 光合成:日光からのエネルギー

担当:新田
参加者:6名

概要
5.1 光合成は日光のエネルギーを利用して二酸化炭素と水を糖質と酸素ガスに変換する代謝経路であり、通常明反応と暗反応の2つの経路から構成される。
5.2 明反応では光を吸収したクロロフィル分子が還元剤として働き、NADPH + H+とATPの形で化学エネルギーに変換される。
5.3 暗反応では、明反応で作られたNADPH、ATPと二酸化炭素から糖質を合成する。一連の反応をカルヴィンサイクルと呼ぶ。
5.4 光呼吸は二酸化炭素固定の速度を低下させるが、ある種の植物はこれをバイパスできる。
5.5 植物は光合成により産出された糖質を用いて能動輸送や同化作用などの過程にエネルギーを供給する。

議論点
光合成できる動物は普通の動物と比較して顕著な優勢を持つか

メリット
・エネルギーの自給自足が可能
・生息域が広がる

デメリット
・体が緑色になる
・光が当たるための表面積が必要
・生息域が限られる

エネルギーの自給自足というが、光合成だけで生きていけるのか?
・Elysia chlorotica → 光合成だけでは×
・クラミドモナス → 光合成だけでも○、糖質でも○
・ウミウシ → 光合成だけでも○
→普通の動物は(激しく)動き回ることから、光合成以外のエネルギーが必要
 光合成の効率の低さも問題

まとめ
 光合成によりエネルギーを得ることはできるが、それのみで生きていくことは普通の動物には不可能そうである。ウミウシくらいの大きさを上限として、それより大きな動物では光合成が可能なことで顕著な優勢を持っているとは言えなそうだ。

2017年4月18日火曜日

大学生物学の教科書 4章 化学エネルギーを獲得する経路

担当:甲斐
参加者:7名

概要
4.1 細胞は化学燃料であるグルコースを代謝する間にエネルギーを獲得する。
4.2 酸素が電子受容体として利用可能であるとき、解糖系、ピルピン酸酸化、クエン酸回路という3つの経路が代謝過程を開始する。
4.3 酸素がない場合においてピルピン酸を処理する代謝回路として(特にアルコール発酵や乳酸発酵といった)発酵があげられる。
4.4 酸素が電子の受容体として存在する場合、電子伝達鎖・化学浸透の2段階からなる酸化的リン酸化によって大量のATPを合成することができる。
4.5 解糖系や発酵はグルコースの部分的酸化に過ぎないのに対し、細胞呼吸では電子伝達体がピルピン酸酸化とクエン酸回路で還元され、電子伝達鎖で参加され、化学浸透が起こる事によりはるかに多くのエネルギーを生み出す。
4.6 解糖系及び細胞呼吸の経路と他の経路の間には生化学的な物質の流れがあり、解糖系及び細胞呼吸の経路は生命の構成要素の合成・分解の経路と密接に結びついている。

議論点
エネルギー消費のスピードを抑える

・エネルギー消費を抑える → ATP消費を抑える
 生命維持に適した環境を整えて何もしなければ良いのでは?
 エネルギー消費が少なくなるよう体質を改善
 取得エネルギーに対して消費の割合をどれだけ減らせるか

・例として、息を止める事を考える
 息を吐きながら止める事で長く止められる
 →二酸化炭素を排出する事による効果?
  エネルギー消費とは関係がないのではないか
  
まとめ
 今回の議論において、エネルギー消費を抑えるといっても、ただ生命を維持できていればいいのか、日常生活を問題なく送れるレベルかといった前提が定まっていなかった事で意見がうまく出なかった。
 議論点に対する回答としては体質を改善するというのがエネルギー消費を抑える上で妥当であると考える。

大学生物の教科書 第三章エネルギーと酵素

 章のまとめ
 生き物は、ATP(アデノシン三リン酸)の分解合成に依ってエネルギーを生成貯蓄している。そして、エネルギーを用いているので、熱力学のふたつの法則にしばられる。エネルギー保存の法則とエントロピー増大の法則である。
又、体には酵素が在って、ATPの分解合成の早さを調整している。詳細には、化学変化に関わる物質を取り込み、之を不安定な状態にすることで、反応に用いるエネルギーを減らすのである。

議題「なぜATPはエネルギーの共通通貨となりえたのか」

・加水分解すると大きなエネルギーを放ち、又リン酸化するからではないか

・タンパク質でもできるはず→生成分解が易く其の量が人体に影響を与えにくいものは、筋肉くらいしかない。そして、筋肉を維持するのには多量のエネルギーが必要である。拠って、タンパク質はATPの代わりとはなれない(効率にて劣る)

・エネルギーをつくるのならば糖や脂質でもできるはず
→糖や脂質は大きいので生体膜を行き来できないのでは→ATPも生体膜を行き来できない(親水性なので)
→筋肉の運動など瞬発的にエネルギーを必要とする場合に、安定従って分解に時間のかかる糖や脂質は不適だ

・ATPの代わりに、TTPやCTP、GTPではどうか→A、Gはプリン管を持ち、その大きさが酵素に適切なのでは

議論のまとめ
筋肉は有るとよいが、保つのにエネルギーが掛かる。脂肪は有用ではないが、 保つのにエネルギーが掛からない。人間はこのふたつをうまく織り交ぜて適切な形でエネルギーを蓄えている。例えば、痩せるときは筋肉が落ちる。それが面白かった。

大学生物学の教科書 1章 細胞:生命の機能単位


担当:大林
参加者:7名

概要
1.1 細胞の大きさは表面積(輸送速度)と体積(代謝速度)の制限を受ける。
1.2 原核生物は単一の袋である。
1.3 真核生物は入れ子になった袋である。
1.4 細胞外構造は、植物では細胞壁、動物では細胞外マトリックスである。
1.5 真核生物は細胞内共生によって誕生した。

議論点
野菜の色の意味

果物の色は鳥が食べるのに役に立っている。野菜の色は何に役に立っているのか。

例:ニンジン
○ 野生型のニンジンは現在のものよりも苦く、色は白っぽかったらしい。
○ 品種改良のポイント
・収量:多くする
・味:苦味(アルデヒドなど)を抑える。ニンジン臭を抑える。甘み(糖分)を増す。
・色(カロチン)?

○ カロチンの多い植物
・ニンジン (根)
・カボチャ (実) → 外側は緑 → 連作できる一年草なので、動物に食べられなくても、また生えることができる?
・小松菜 (葉)
・ブロッコリー (蕾)

まとめ
 ニンジンの色は品種改良としては不必要に見えるが、収量や味とリンクしてるとも考えにくい。Iorizzo+ (Nat Genet 2016)によると、pibmentationの遺伝子 (Y locus) は選択の対象であったことが示唆されている。

2017年4月12日水曜日

大学生物学の教科書 2章 ダイナミックな細胞膜


担当:栗本
参加者:7名

概要
2.1 生体膜には脂質、タンパク質、糖質が使われており、膜はこれらに依存して独自の機能に適した構造を持っている。
2.2 細胞は同一の機能を果たす組織を形成するが、これは細胞認識と細胞接着という細胞膜の作用によって実現される。
2.3 生体膜には選択的透過性という機能があり、小分子は単純拡散で、アミノ酸や糖質などは膜タンパク質による促進拡散で膜を通過する。これらは受動輸送である。
2.4 能動輸送には単輸送体、共輸送体、対向輸送体という3つの膜タンパク質によって行われる。
2.5 大きい分子を細胞に取り込む過程をエンドサイトーシス、細胞外に移動させる過程をエキソサイトーシスと呼ぶ。
2.6 膜にはこの他にエネルギー変換に重要な役割を果たしたり、情報を処理する機能などがある。


議論点
リン脂質が膜の基盤になった理由

他に膜になり得そうなもの
○ 糖脂質
  → あり得るけどリンが豊富にある環境ならばリンの方が簡単
   (糖を作らなくていいため)
○ アルコール
  → 古細菌のエーテル脂質に近いため、あり得る
    初期の環境にアルコールが少なかった?
○ 疎水性・親水性の両方を持ったタンパク質
  → 合成が大変そう
    大きすぎる(形がダメそう)
○ 糖鎖
  → OHが多そう
    親水部と疎水部が細胞膜の表面方向に広がる形になりそうなので
    大きい分子を通しそう and 膜が薄くなってしまう

まとめ
 リン脂質でないもので、膜に使えそうなものは糖脂質やアルコールなどがあったが、どちらも生成するのが大変だったりするなど、リンがあるのならばわざわざ使うまでもないようなものであった。あとは、生体膜ができた時のその生物のまわりの環境によるのではないだろうか。